~MA - INT!HUASI ~V REGIÓN

CARTiltA OIVUlCATiVA Nº ·n ABKIL1996

'--_-::ALFONSO OSQRIO; !ngenié1:0-·Awóf!,º1\10 1vt.$.-\

MARIO PEÑA- >:_ - ')~getiie~o Ag'r'ó~ómq: - - : --Departamento-de Res::ursós Natu_ra!l,es y_ M~:dió A11ibie"nte .

. R.OBERTÓ SAUNAS-. - \ - .

INTRODUCC~ON

En muchos sectores de la Región de Coquirnbo la disponibilidad de agua es rE'stringicla, situación que se vuelve crítica en épocas de sequía, lo que viene ocurriendo cada vez con mayor frecuencia.

Ante una sequíci, lci mayoría de los agricultores que disponen de agua para riego quedan expuestos al racionamiento por turnos, los que pueden variar desde una entrega mensual a, simplemente, nada.

L~1 forma de enfrentJ.r este problema es variada. Una alternativa particular es rnejorar Id eficiencia del uso del agua en el predio, es decir, regar la misma superficie pero con menos agua y con buen resultado productivo, solamente reduciendo !as pérdícfos por infi!trnción y evitando el escurrimiento fuera de la parcela.

En tJI sentido, el riego por goteo ofrece esta posibilidad, dado que la concll1cción y distribución de agua se realiza a través ele tuberías ele distinto cliómetro y es entregada de acuerdo J !a demanda de! cultivo, en forma 1oca1i1ac:l<:L

En la presente cart!lla se entregan algunos antecedentes técnicos que pueden ser C1tiles al agricultor, para tornar la decisión de incorporar un sistema de riego por goteo en su predio.

EspecíficJrnente, en el sector de San Pedro - Pichasca, Comuna de Río Hurtado, IN!A está desarro!_lando un proyecto de investigación y validación de tecnologízis de riego y cultivos con e! objetivo de obtener y entregar elementos ¡x1ra la tecnificación del riego en el área.

ANTEOEDENTES PREUM~NARES

En la instcilJción de un sistema de riego por goteo, es necesario contar con unzi serie de antecedentes preliminares que ayuden a determinar la prcfoctibi 1 icbd de establecer un sistema tecnificado de riego, como goteo u otro similar:

a) Planos. El contar con buenos planos del terreno permite conocer las dimensiones del sector a regar, con sus correspondientes límites, además, ayuda a establecer la cantidad de agua que se necesitará (mensualmente o a! año, por ejemplo). Asimismo 1 es posible determinar la ubicación del sistema de riego, reduciéndose, por ejemplo, !os costos en tuberías.

b) Topografía del terreno. La topografía del terreno es determinante en el uso de la energía; la pendiente puede reducir o subir e! gasto de energía. Por ejemplo, si riega a favor de la pendiente, se puede tener una bomb0 de mucho menor potencia - y muchas veces no necesaria - al compararla con la que se requería al regar en contra de la pendiente.

e) Cultivo a regar. Al conocer la especie que debemos regar se puede determinar la demanda de agua del cultivo.

d) Densidad de plantación. L.a distancia de plantación nos entrega la información de !a cantidad total de plantas y1 por lo tanto, la demanda de agua de !a superficie a regar.

e) Agua disponible. Saber con cuánta agua dispone el predio para regar ayuda a determinar la superficie posible de CULTIVARSE, considerando la .EFICIENCIA de! sistema de riego.

f) Suelo. Tomando en consideración características del suelo como la textura, por ejemplo, encontraremos suelos arenosos1 que infiltran muy rápidamente el agua, o suelos arci !!osos, en donde es más lenta la velocidad de infiltración y muy alta la retención de humedad. Aspectos como éstos pueden determinar con mayor precisión el tipo de emisor a utilizar (goteros de 2, 4 u 8 litros por hora), el distanciamiento que debe haber entre ellos y la frecuencia con que se debe regar.

g) Fuente de energía. El tipo de energía de que dispone el predio - eléctrica, gravitacional, combustión - define el tipo de bomba a utilizar y el costo de operación.

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COMPONENTES DE UN SISTEMA DE RIEGO POR GOTEO

Un equipo de riego por goteo consta de tres unidades fundamentales:

1-cabezal de riego 2 Red de conducción y distribución 3 Emisores

En la figura -¡ se muestra esquemáticamente la disposición dentro de un predio o parcela de los diferentes componentes de un riego por goteo.

1.- CABEZAL DE RIEGO El cabezal de un equipo de riego por goteo está compuesto principalmente por 4 unidades o elementos:

a) Fuente impulsora del agua. b) Unidad de filtraje. e) Unidad de fertilización. el) Elementos de programación y control de flujo.

·1, Cabezal de Riego 2. Tuberfas de Conducdón y Distribución 3. Emisores

Figura 1: Esquema de la disposición de los diferentes componentes de un sistema de riego por goteo.

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a} !Fuente Impulsora del agua

Sin lugar a dudas que el principal componente de un sisterna de riego por goteo es la fuente impulsora, ta que debe otorgar presión y caudzil de agua suficiente al sistema; situación que depende ele las necesidades de una instalación en particular. En ia figura 2 podemos observar que esta unidad o componente corresponde al grupo rnotobomba, ubicado a la izquierda de la figura.

Figura 2: Cabezal de riego tipo

En relación de los caudales y presiones proporcionackls por las bornb<ls, ésws vienen especificadas en catálogos, editados por los fJbricantes, donde se relaciona el caudal con la presión y la potencia requerida para diferentes diámetros de rodete o impulsor y distintos niveles de eficiencia ele funcionarniento del grupo motobornba. Las curvas que represcnt0n estJs relaciones se denominan 11 curvas ele descarga de la bornba 11

•

Por ejemplo, en la figura 3 se tienen las curvJs de descargo. de k1 Bomba Modelo N61 ONI para 5 diámetros de rodetes.

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Po1~ncio

N 610N

100

~~~----¡'so

l'

1

\ .__;~-1--;-~~+-~_,Lo

zoo JOO L t/min 400 500

O S Lt/, 6 7 8

Figura 3.- Curva característica de una bomba tipo.

Supongzunos el caso que se tengan los siguientes requerimientos de Caudal ( Q-) y Presión ( H ):

Q = 260 J/m (4,3 3 l/s) H = 21 m.c.a. (metros columna de agua)

Para la selección de la bomba1 habría que intersectar los valores de cauda! y presión requerida en la zona de curvas que presenten un mayor valor de eficienci;:i' ('11 (X)).

En e! c:1so de la figura 31 se escogería una bomba de las siguientes características:

Rodete seleccionado Potencia motor Consumo de energía

Diámetro (c/J) = 140 mm. 2 hp 1,5 kw/hora

En otras situaciones la presión puede ser otorgada por un estanque elevado sobre el nivel del suelo/ un célnal trazado en altura ( Figura 4 ) o una red comunitziria de agua presurizadzi.

En el caso de un canal trazado en altura se utiliza la gravedad como fuente

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En el caso de un canal trazado en altura se utiliza la gravedad como fuente de presión. En tal situación, deben considerarse 2 aspectos principales:

- El desnivel entre el espejo de agua de !a fuente y la superficie a regar. - El caudal requerido para dimensionar !a salida del estanque auxiliar y la tubería de conducción hasta la unidad de filtros.

La situación presentada en la Figura 4 considera también la construcción de un pequeño estanque auxiliar, ubicado al lado del canal, el que funciona como desarenador y facilita !a extracción de agua.

Cana!

Altura mínima 10 m

Línea du arnisores

Figura 4: Diseño de cabezal de bombeo utilizando la fuerza de gravedad.

b) Unidad de Filtraje Corresponde a·una unidad de singular importancia en el cabezal, dado que su acción impide e! taponamiento u obturación de los emisores. Esto nos

-indica que el agua que se va a aplicar al terreno debe ir filtrada; utilizándose para tal función dos elementos complementarios.

Filtro de arena Filtro de malla

Ambos tipos de filtros deben instalarse si se utilizan aguas superficiales (canal, vertiente). Cuando se utiliza agua de pozo se puede eliminar el filtro de arena.

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Filtros de arena, o también denominados filtros de grava, corresponden a recipientes o tanques de metal, normalmente circulares, que llevan en su interior arena o grava de un determinado tamaño.

Cuando el agua atraviesa el tanque, la arena atrapa las partículas de limos, arenas finas y materia orgánica, realizando de esta manera el filtrado (Figura 5).

La limpieza de estos filtros se hace produciendo la inversión del flujo, lo que se logra con la apertura y cierre de la válvula correspondiente.

La operación de lavado se facilita cuando se instalan 2 filtros;de esta forma, un filtro puede estar funcionando normalmente y el otro estar en proceso de retro!avado, corno se muestra en la Figura 5.

La operación de retrolavado debe efectuarse frecuentemente, para que no se produzca disminución en la presión de operación del sistema.

filtros de Ma!la. Normalmente se sitúan en el cabezal inmediatamente después del filtro de arena y del tanque fertilizante. A diferencia de !os filtros ele arena que trabajan por superficie y profundidad, los filtros de mallas sólo lo hacen por superficie,reteniendo menos cantidad de partículas sólidas.

El caudal que pase por un filtro de malla dependerá dela calidad de agua, la superficie de filtrado, el porcentaje de orificios de la rnal!a y la pérdida de carga permitida. P¿ira un filtro de rnal!a finJ de acero inoxidable, se admite normalmente un caudal máximo de 250 m /h/m de superficie filtrante y de ·¡ 00 rn3 /h/111;¡ para una malla de nylon, considerado un mismo diámetro de

· orificio que en la malla de acero.

Ambos tipos de filtros son comercializados por empresas especializadas, pero también pueden ser construidos artesanalmente.

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Figura 5: Retro/avado en filtros de arena y programador de riego.

Figura 6: Filtro de malla.

e) Unidad de Fertilizadón Tanto los abonos principales _como los microelementos que el parronal, frutal o cultivo necesita, cuando se utilizan estos sistemas, - pueden ser incorporados en el agua de riego, siempre y cuando estos abonos se disuelvan en el agua. También pueden aplicarse ácidos ( ácido sulfúrico, clorhídrico, fosfórico, nítrico}, fungicidas y desinfectantes.

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Existen dos clases de aparatos para IJ incorporación de abonos al agua: los tanques de fertilización y los inyectores de abono. Utilizando estos aparatos se produce un considerable ahorro de tiempo, mano de obra e insumos.

c-_1) Tanque de Fertlización Los tanques de fertilizacíón, en genero.! son depósitos de 20 a 200 litros, en donde se coloco e! o.bono. De acuerdo v. como funcionan pueden dividirse en dos tipos: Tipo Venturi y Tipo Tanque en Paralelo.

c-2) Inyector de Fertilizante Los inyectores de fertilizantes, al igual que los fertilizadores tipo Venturi, uti 1 izan un t0nque abierto sin refuerzos en los que se agrega el ferti 1 izante, siendo luego inyectado éste a la red a través de algún tipo de bomba como las siguientes:

- BombJ de inyección eléctrica - Bomba de inyección hidráulica - Bomba del sistema

En IJ. Figur2 7 se esquematizan diferentes sistemas de aplicación de ferti 1 izan tes.

Tanque lerti!iznnto an p.aralalo

l Tc"'l"'I

for1iliu;nt{I

\nyactor hidráulico

Tenqoo

Inyección de fert!Uzante utmztmdo la bomba dsl lllstema de goteo

VGntu•i

Figura 7: Diferentes sistemas de aplicación de fertilizantes en riego por goteo.

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d) Elementos de Programación

Son elementos electrónicos que permiten automatizar el accionamiento de la red y a !a vez operar en forma secuencial el riego en distintos sectores. Su inclusión, aún cuando es opcional, se justifica en instalaciones de gran superficie o de dificil manejo. Se usan también para automatizar el proceso de 1 impiezél de los filtros.

Entre los elementos de regulación y control de flujo están las válvulas de distinto tipo: de paso, reguladoras de presión, de retención (check), hidráulicas, electrónicas, volumétriu1s, etc. Su operación directa o indirecta (es mediante programadores) regulan el comportamiento del flujo y la presión en la red.

2$ RED DE CONDUCCION Y DISTRIBUCiON

Tuberías de Polietileno (PE) y Policloruro de Vinilo (PVC)

Las tuberíiJS que se utilizan en !Js inst0laciones de riego por goteo son fLindament¿iJmente de PVC y PE y, últimamente, polipropi!eno y polibutileno. En grJndes instalJciones se recurre cil fibrocernento para !a red principal. Ocacionalmente pJrJ trJ-rnos muy cortos se utiliza el hierro gé"ilv;_1nizudo1

aunque este último debe evitarse siempre que sez¡ posible por su fácil corrosión.

De estos mJteriales, el fibrocernento es el rnás barnto para gr0ndes diámetros de tuberíJ, pcirticu!annente cli<lrnctros mayores de ·¡ 50 - 200 rnrn, pero debido J. que es un rnziterizil más pest\do, k1 conexión de los distintos trJmos resulta más !Jboriosa que c:u0ndo se !T<'.Jbaja con PVC y PE, por !o que el metro lineal instalado no suele ser mucho más bJrJto que el de !os otros 1nc1teriJ les.

El PVC es rígido y mós barato que el polietileno p0ra diámetros de 50 mm y superiores.

Por último, el PE es flexible a !0 vez que resulta ser el mJteric::il más barato pora diámetros inferiores a 50 mm, por !o que se utiliza siempre en la red terciaria y ramales de riego.

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En definitiva, el conjunto de tuberías deben ser capaces de conducir el agua 1

nin la mayor eficiencia posible, desde la fuente de abastecimiento hasta la pl,rnta misma. Pa.ra que ello ocum1 se efectúan una serie de cornbinaciones c!l' diórnetros y tipos de tuberías.

Matriz o línea prinipal

Es la tubería de mayor diámetro en !a red, su función es conducir el agua hZtsta lc:1 derivación de los diferentes sectores. Normalmente es de PVC o bien Rocalit (en diámetros mayores ) y generalmente van instaladas bajo tierr0.

Submatrices o líneas secundarias

Corresponden a tuberías de menor diámetro que la matriz o línea principal y son las encargadas de llevar e! agua desde la matriz al sector de riego correspondiente.

Terciarias o múltiples

Estas son las tuberías que distribuyen el agua hacia las líneas con goteros, actuando como cabecera de la línea portagoteros o lateral. Son generalmente de PVC y de diámetro más pequeño que las subrnatrices, pudiendo combin¿¡rse varios diámetros en su diseño.

Generalmente también van instaladas bajo tierra.

líneas portagoteros o laterales

En estas tuberías se insertan los goteros. Son de polieti!eno y comunmente de 16 ó 12 mm de diámetro. Estás son las tuberías que van sobre la superficie en la hilera de cultivo.

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Figura 8: Esquema de una red de conducción y distribución de agua en un sistema de riego por goteo.

3. EMiSORES Los emisores son dispositivos que controlan la sal ida del agua desde las tuberías !aterales1 con caudales inferiores a -12 litros por hora. Los más utilizados en nuestro país y a nivel munrfüi! son los emisores de 4 litros por hora.

3.1 GOTEROS La gran variedad de goteros que se fzibriurn obliga él hc:icer una clasificación de los mismos, que puede servir de orientación de acuerdo con la situución particular que se presente.

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Figura 9: Riego por gateo en parronales

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A continuación se describen las características de algunos tipos de goteros:

a)- De largo conducto: En ellos la pérdida de carga tiene lugar en un conducto ( de hasta 2 m ele longitud ) de pequeño diámetro (de 0,5 a 5 mm). A este grupo pertenecen !os microtubos con diámetros de 0,6 a 2 mm. Su coeficiente de vziriación (C.V. ) puede ser bastante bueno (0,02 a 0,05), pero dependiente fundzimentalmente de! cuidado que se tenga cuando se corten a una detcrrninacfa longitud. Al grupo de estos emisores de largo conducto pertenecen tarnbién !os goteros con conducto en helicoide, los cuales entregan un caucfa! de 2 a 4 l/h, siendo muy sensibles a las obturaciones. También son de este grupo los goteros de laberinto, menos sensibles a las obstrucciones que los anteriores.

b) De orificio: En estos goteros, el agua sale al exterior a través de uno o varios orificios de pequeño diámetro, en donde tiene lugar la mayor pérdida de carg;:L Estos emisores son muy sensibles a las obturaciones.

e) De tipo Vortex: Estos goteros tienen una cámara circular en donde se produce un í!ujo vorticiztl. t.I coeficiente de variación en general es bajo (CV ::::: 0,04 ), pero son muy sens!bles a las obturaciones, pues los modelos existentes en el mercado tienen un diámetro de paso del orden de 0,6 rnm.

d) Autocompensantes: Se trata de goteros con flujo turbulento o transitorio en !os que se inten\a obtener un e<1Uda! constante independiente de !a presión. El lfn1itc inferior de presión de funcionamiento suele estar en ·¡O 111.c:.¿1. y el supcríor en 30-40 metros columna de agu0 (m,c.a.).

e) Auto!impiantes: Existen fundamentalmente dos tipos de goteros ziutolimpiantes: aquellos que pueden estar o no en posición Jimpiante y los que continuamente lo están. Los primeros sólo se !irnpian durante el corto tiempo que tZlrcb el sistema en ponerse en funcionamiento a la presíón de régimen, o en pararse y pasar a la presión atmosférica. Con este gotero hay que tener !a precaución de que !J G1pacidad del sistema sea suficiente para poder !legar a la presión de régimen, ya que descargan más caudal cuando estén en la posición de limpieza. En la Figura 1 O se muestran algunos tipos de goteros.

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Figura 10: Diferentes tipos de goteros existentes en Chile

3~2 CINTAS O TUBERIAS PERFORADAS

Los primeros equipos de riego utilizados en hortalizas consideraban el uso de goteros en sus diferentes tipos; sin embargo, con e! correr del tiempo y, fundamentalmente1 debido a motivos de costos 1 se fue derivando hacia el uso de cintas de riego o tuberías perforad()s del tipo T-Tape o Bi-wc:!ll, entre otras. Todas ellas suministran un caudal continuo a lo largo de su recorrido, por !o que en sus características no se define un caudal por cada salida, sino un caudal por metro lineal de tubería.

Figura 11: Riego por cinta en hortalizas

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El proceso de fabrie<Kión de estas tuberías es rnás simple, en genera!, que el de cualquier gotero. El material que se utiliza en su fabricación suele ser p<_) ! ibuti leno.

Lós orificios de salida del agua son pequeños, siendo necesaria la utilízación simultáneJ de filtros de arena y rnJllJ finJ pzirci evitar obstrucciones. Funcionan ordinziri0rnente a bajas presiones, menores de una atmósfera (1 Jtmósfera = 1 O metros columna de J.gua).

A su fzivor tienen e! precio, que .generalmente es bajo, por lo que las instJlociones de este tipo suelen ser más boratas que !as implementadas con goteros. En estos momentos, el metro lineal de cintzi ( o tubería perforada) oscil<J entre $ 40 y $ 80 el metro lineal ( US$ O, 1 O - 0,20 ), mientras que una cinta con goteros cuesta e! doble, $ 80 y $ ·120 ( US$ 0,20 - 0,30 ), principalmente por la incorporación de los goteros.

Se utilizcin tJnto extendidas sobre el terreno corno enterracfas, siendo su campo de <Jp!icacíón, sobre todo, en !os cultivos en línea; principalmente las hortafizas de pequeño marco de plantación. Algunos tipos de cintas se muestrzin en la Figura 12.

CARACTER!STICAS DE DISENO

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Figura 12: Diferentes tipos de cintas o tuberías perforadas.

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COSTO

Uno de los antecedentes importantes a saber del sistema de riego es su co · )1

el cuzll puede ser abordado por diferentes vías financieras.

E! costo depende fundamentalmente de !as siguientes variables;

- Tamaño del equipo. - Crado de élutornatización. ·· Tipo de cultivo (frutales, hortalizas). - Tipo de fabricación ( industrial o artesanal). - Materiales utilizados (cinta o gotero).

No obstante lo anterior, los valores pueden fluctuar aproximadamente 1 •:\r('

los $ 800.000 por hectárea en e! caso de goteo (frutales)/ y $ ·¡ .60CLOOC i HH

hectárea en el caso de utilizar cintas (hortalizas), o sea, cerca de USS :Z:Y)()

a US$ 4.000.

El gobierno de Chile, consciente de las ventajas que significa la tecnific<tc ¡(·wi con métodos de riego de alta eficiencia y de su elevado costo (le implementación, ha creado líneas de subsidios a obras que signifiquen optimizar el recurso agua destinada al regadio.

Una de las líneas de subsidio estatales o obras de riego está reflej'"1da en la Ley de Fomento a Obras de Riego y Drenaje Nº 1 8.450, l lamándosc públicamente a concursos de postulación de proyectos. Al cocursar se puede optar a niveles de subsidio de hasta un 75(-}i;¡ del costo total de !a obra de riego.

Otra de las alternativas de apoyo a la implernentución de riego tecnificado en el predio la ofrece el Instituto de Desarrollo Agropecuario, !NDAP, a los pequeños agricultores, a través de créditos o subsidios especiales.

SUGERENC~A

Sr. Agrkultor, el agua en nuestra región es un recurso escaso. Solicite Ynformación sobre cómo optar a los beneficios que el Estado está otorgando para la tecnificación del riego en su predio. No espere ia próxima sequía para preocuparse del tema~

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